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分子性物質の多様な電荷秩序状態に対する高精度第一原理計算による研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K17756
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関熊本大学 (2017-2018)
国立研究開発法人物質・材料研究機構 (2016)

研究代表者

圓谷 貴夫  熊本大学, 大学院先導機構, 助教 (00619869)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード電子構造 / 分子性導体 / 強相関電子系 / 電荷秩序 / 磁性 / 第一原理計算 / 分子性固体 / ハイブリッド汎関数 / 強誘電体 / 電子状態 / Mott絶縁体 / 有機導体 / 密度汎関数理論 / 物性理論 / 誘電体物性 / 計算物理
研究成果の概要

密度汎関数理論(DFT)の枠組みで一般的に用いられている一般化密度勾配近似(GGA)に基づく計算を強相関絶縁体物質に対して実行すると, 電子を過剰に非局在化させる傾向があるため, 実験結果に反して金属的なバンド構造が得られてしまうことが多い.これは自己相互作用の問題として知られており, 分子性導体における第一原理計算の問題点である.本研究では,この枠組みを超えた電子論的な手法を発展させ、電荷不均一状態を有する分子性物質系に対して適用することにより, 質的に新しい展開を目指して研究を進めた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

分子性固体の電荷不均一状態、そしてそれを実現する電子格子相互作用を定量的に明らかにする第一原理計算手法を確立することは学術的に極めて重要な課題であり、本研究が成功すれば分子性固体が示す多様な物性を理解するための情報を増やすことができた。また、本研究課題では日本で開発された分子性物質や現象を対象としており、電荷の不均一性の起源についての本質的理解を与えることができ、実験研究者に直接フィードバックをもたらすことができた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Effective Hamiltonian of Topological Nodal Line Semimetal in Single-Component Molecular Conductor [Pd(dddt)2] from First-Principles2018

    • 著者名/発表者名
      Tsumuraya Takao、Kato Reizo、Suzumura Yoshikazu
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 11 ページ: 1137011-5

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.113701

    • NAID

      210000134995

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temperature Dependence of Crystal Structures and Band Parameters in Quantum Spin Liquid β′-EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2 and Related Materials2018

    • 著者名/発表者名
      Kohei Ueda, Takao Tsumuraya, and Reizo Kato
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 8(3) 号: 3 ページ: 138-138

    • DOI

      10.3390/cryst8030138

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Emergence of the Dirac Electron System in a Single-Component Molecular Conductor under High Pressure2017

    • 著者名/発表者名
      Reizo Kato, HengBo Cui, Takao Tsumuraya, Tsuyoshi Miyazaki, and Yoshikazu Suzumura
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 139 号: 5 ページ: 1770-1773

    • DOI

      10.1021/jacs.6b12187

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 第一原理計算によるα-(BEDT-TTF)2I3とα-(BETS)2I3の 圧力下における構造と電子状態2019

    • 著者名/発表者名
      圓谷 貴夫, 岸木敬太
    • 学会等名
      日本物理学会74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理計算による分子性導体の圧力下電子物性の研究2019

    • 著者名/発表者名
      圓谷貴夫
    • 学会等名
      愛媛大学 リサーチユニット研究会:機能性固体材料の最前線
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子性導体の圧力下電子物性2019

    • 著者名/発表者名
      圓谷貴夫
    • 学会等名
      第7回「強相関電子系理論の最前線」研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pressure-induced nodal-loop semimetal and topological phase transition in a single-component molecular crystal, [Pd(dddt)2]2018

    • 著者名/発表者名
      Takao Tsumuraya, Hikaru Sawahata, Fumiyuki Ishii, Hiori Kino, Reizo Kato, and Tsuyoshi Miyazaki
    • 学会等名
      The 5th International Conference of Asian Union of Magnetics Societies (IcAUMS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] First-principles study on the structural and electronic properties of molecular charge ordered systems2018

    • 著者名/発表者名
      Takao Tsumuraya, Hitoshi Seo, Tsuyoshi Miyazaki
    • 学会等名
      4th International Conference on Functional Materials Science 2018 (ICFMS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 第一原理計算を用いた有機固体の研究:基礎から応用まで2018

    • 著者名/発表者名
      圓谷貴夫
    • 学会等名
      有機固体若手の会2018秋の学校
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ハイブリッド汎関数法による擬1次元分子性導体(TMTTF)_2X系の電子状態2017

    • 著者名/発表者名
      圓谷貴夫, 妹尾 仁嗣, 宮崎剛
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会(2017年)
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子性反強磁性体β’-(BEDT-TTF)2ICl2及び(TMTTF)2XF6 (X = P, As, Sb) の磁性と電子状態 -第一原理計算による研究-2017

    • 著者名/発表者名
      圓谷 貴夫, 妹尾 仁嗣, 宮崎 剛
    • 学会等名
      東北大学金属材料研究所共同利用・共同研究ワークショップ「多自由度が協奏する分子システムの科学」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ハイブリッド汎関数法による分子性導体の磁性と電子状態2017

    • 著者名/発表者名
      圓谷 貴夫, 妹尾 仁嗣, 宮崎 剛
    • 学会等名
      理化学研究所「物質階層の原理を探求する統合的実験研究」 第1回春合宿
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] First-principles study of antiferromagnetic insulating states in molecular conductors β’-(BEDT-TTF)2ICl2 and (TMTTF)2X2017

    • 著者名/発表者名
      Takao Tsumuraya, Hitoshi Seo, Tsuyoshi Miyazaki
    • 学会等名
      ISCOM2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] First-Principles Study of The Electronic Structure in Molecular Conductors with Hybrid Functional2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tsumuraya, H. Seo, T. Miyazaki
    • 学会等名
      2016 EMN meeting on computation and theory
    • 発表場所
      アメリカ ネバタ州
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ハイブリッド汎関数法に基づく強相関分子性導体系の電子状態計算2016

    • 著者名/発表者名
      圓谷貴夫, 妹尾 仁嗣, 宮崎剛
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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